JP2016196249A - 船外機のシフトアクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】電動モータの動力の伝達効率や伝達精度の向上を図ることが可能でコンパクトな船外機のシフトアクチュエータを提供する。【解決手段】シフトアクチュエータ２は、プロペラシャフトを回転駆動する船外機のギアケースに収容される本体部３と、ギアケースに設けられて本体部３と嵌合する軸部とを具備している。本体部３は、回転軸３１ａを上下方向に伸長させて配置される電動モータ３１と、軸部を電動モータの回転軸と連動回転させる歯車機構３２とを有している。軸部３１ａは、電動モータの回転軸と平行に伸長し、歯車機構を介して電動モータの回転軸と連動回転するネジ軸４１と、ネジ軸に螺合してネジ軸の回転に伴って上下動する可動ナット４２とを有している。可動ナットは、プロペラシャフトのギアを切り替えるシフト部材に連結される。【選択図】図３

Description

本発明は、船舶に搭載される船外機において、電動でプロペラシャフトのギアを切り替えるためのシフトアクチュエータに関する。

船外機に組み込まれて、プロペラシャフトのギア切替（シフト）を電動で行う各種のシフトアクチュエータが知られている。例えば特許文献１には、電動モータによりシフトロッドを回転させて前進側ギアと後進側ギアの切替を行うシフトアクチュエータの構成が開示されている。

特許文献１に開示されたシフトアクチュエータでは、電動モータにより回転させたシフトロッドの回転がプロペラシャフトと同軸上の直線運動に変換されてシフトスライダに伝達され、シフトスライダがプロペラシャフトの軸方向にスライドする。スライドしたシフトスライダは、中立位置を境に２つの位置へドグクラッチを移動させ、プロペラシャフトに設けられた前進側ギアもしくは後進側ギアとドグクラッチとを適宜結合させることで、シフトしている。このように電動モータを用いてシフトすることにより、シフト時の応答性を向上させ、素早くギア切替を行うことが可能となる。

シフトロッドを介してシフトスライダをスライドさせる場合、シフトロッドを回転させる電動モータは、シフトスライダやドグクラッチ（端的にはプロペラシャフト）に近接して配置することが好ましい。シフトロッドの全長を短縮させることができ、モータ動力の伝達効率や伝達精度の向上、シフトアクチュエータのコンパクト化を図り易いためである。このため、特許文献１に開示されたシフトアクチュエータでは、船外機の下部（ロアユニット）に位置するギアケース内に、電動モータを含むシフトアクチュエータが配置されている。

一方、特許文献１に開示されたシフトアクチュエータでは、シフトスライダがプロペラシャフトの軸方向にスライドしてドグクラッチを移動させるため、プロペラシャフトの軸方向の可動域（スペース）をギアケースの内部に確保する必要がある。

特開２００４−１６３８号公報

しかしながら、ギアケース内は収容部品が多く、特にプロペラシャフトの軸方向に対するシフトアクチュエータの可動域を十分に確保できないおそれがあった。その上、かかる可動域の分だけプロペラシャフトの軸方向に対するシフトアクチュエータのサイズが大きくなるため、シフトアクチュエータのコンパクト化を十分に図れないおそれもあった。

したがってこの発明の目的は、電動モータの動力の伝達効率や伝達精度の向上を図ることが可能でコンパクトな船外機のシフトアクチュエータを提供することにある。

本発明の船外機のシフトアクチュエータは、プロペラシャフトを回転駆動する船外機のギアケースに収容される本体部と、前記ギアケースに設けられて前記本体部と嵌合する軸部とを具備している。前記本体部は、回転軸を前記プロペラシャフトと直交する上下方向に伸長させて配置される電動モータと、前記軸部を前記電動モータの回転軸と連動回転させる歯車機構とを有している。前記軸部は、前記電動モータの回転軸と平行に伸長し、前記歯車機構を介して前記電動モータの回転軸と連動回転するネジ軸と、前記ネジ軸に螺合して前記ネジ軸の回転に伴って上下動する可動ナットとを有している。前記可動ナットは、前記プロペラシャフトのギアを切り替えるシフト部材に連結される。

前記歯車機構の一例は、前記電動モータの回転軸および前記軸部と平行に伸長するアイドラ軸と、前記電動モータの回転軸に支持されるモータ回転軸歯車と、前記アイドラ軸に支持される第１アイドラ軸歯車および第２アイドラ軸歯車と、前記軸部に支持されるシフト用歯車とを具備している。前記モータ回転軸歯車と前記第１アイドラ軸歯車が噛合するとともに、前記第２アイドラ軸歯車と前記シフト用歯車が噛合する。前記モータ回転軸歯車は前記第１アイドラ軸歯車よりも歯数が少なく、前記第２アイドラ軸歯車は前記シフト用歯車よりも歯数が少ない。

１つの実施形態では、前記本体部は、前記シフト部材の位置を前記軸部の回転状態で検知するセンサを有している。前記センサは、前記軸部と連動回転する被検知部と、前記被検知部の回転状態を検知する素子部とを具備している。前記歯車機構は、前記軸部を前記電動モータの回転軸と連動回転させるとともに、前記センサの被検知部を前記軸部と連動回転させる。この実施形態の前記歯車機構は、前記軸部に支持されるセンサ用歯車と、前記軸部と連動回転する第１中継歯車および第２中継歯車と、前記センサの被検知部を回転させる被検知部歯車とを具備している。前記センサ用歯車と前記第１中継歯車が噛合するとともに、前記第２中継歯車と前記被検知部歯車が噛合する。前記センサ用歯車は前記第１中継歯車よりも歯数が少なく、前記第２中継歯車は前記被検知部歯車よりも歯数が少ない。

前記本体部の一例は、前記軸部と分離可能に嵌合する筒状の嵌合部材を有している。前記軸部の一例は、前記ネジ軸を支持して前記嵌合部材と嵌合する支持軸を有している。前記嵌合部材には、筒体の内周部にスプライン溝が形成され、前記支持軸には、前記スプライン溝と嵌合可能なスプライン歯が外周部に形成されている。

本発明の船外機のシフトアクチュエータによれば、電動モータの動力の伝達効率や伝達精度の向上を図ることができるとともに、コンパクト化を図ることができる。

本発明の１つの実施形態に係るシフトアクチュエータを備えた船外機の構成を示す概略図。 本発明の１つの実施形態に係るシフトアクチュエータの外観を示す斜視図。 図２中のＦ３−Ｆ３線に沿うシフトアクチュエータの断面図。 図２中のＦ４−Ｆ４線に沿うシフトアクチュエータの断面図。 シフトアクチュエータの本体部と軸部が分離した状態を示す図。 軸部を電動モータの回転軸と連動回転させる歯車機構を示す概略図。 センサの被検知部を軸部と連動回転させる歯車機構を示す概略図。

以下、１つの実施形態に係る船外機のシフトアクチュエータについて、図１から図７を参照して説明する。

本実施形態に係るシフトアクチュエータは、船舶に搭載されてプロペラシャフトを回転駆動する船外機において、プロペラシャフトのギア切替（シフト）を行う。図１は、本実施形態に係るシフトアクチュエータ２を備えた船外機１０の一例を示している。なお、以下の説明においては、図１から図３に示す矢印Ｘ方向を前後方向、矢印Ｙ方向を上下方向という。このうち前後方向は、矢印Ｘ１方向を前側（前方）、矢印Ｘ２方向を後側（後方）とする。

図１に示すように、船外機１０は、エンジンユニット１１、ミッドユニット１２およびロアユニット１３を上部から下部へ順に配置して構成されており、ミッドユニット１２の前部側で船体の後尾板９０にブラケット９１で固定されている。シフトアクチュエータ２は、ロアユニット１３、具体的にはそのギアケース１４に備えられている。シフトアクチュエータ２を含むロアユニット１３は、船外機１０の稼働時において水面下に位置する。

エンジンユニット１１には、クランクシャフト（図示省略）を上下方向に伸長させてエンジン１５が配置されている。エンジン１５としては、例えばＶ型や直列型の多気筒エンジンなどを任意に採用可能である。エンジン１５のクランクシャフトの下端部には、ドライブシャフト１６が連結されている。ドライブシャフト１６は、ミッドユニット１２のドライブシャフトハウジング１７に収容され、シャフト両端部がエンジンユニット１１側およびロアユニット１３側にそれぞれ伸長するように、ミッドユニット１２を上下方向に貫通している。ロアユニット１３には、プロペラ１９が取り付けられたプロペラシャフト１８が前後方向に伸長して配置されている。また、ロアユニット１３には、ドライブシャフト１６の駆動力を伝達してプロペラシャフト１８を回転させる複数のギアなどがギアケース１４に収容されている。

シフトアクチュエータ２は、船室からのリモート操作を受けたエンジンユニット１１の電子制御ユニット（ＥＣＵ）１１０により制御されて作動する。図２から図４は、本実施形態に係るシフトアクチュエータ２を示している。図２はシフトアクチュエータ２の外観斜視図、図３および図４はシフトアクチュエータ２の断面図である。

シフトアクチュエータ２は、船外機１０のギアケース１４に着脱可能に収容される本体部３と、本体部３と分離可能に嵌合する軸部４とを具備している。なお、図２は、軸部４と分離した状態の本体部３のみを示し、図３および図４は、本体部３と軸部４とを嵌合させた状態を示している。

本体部３は、電動モータ３１と歯車機構３２とセンサ３３とを有し、これらをベース材３４にそれぞれ組み付けて構成されている。電動モータ３１は、回転軸３１ａを上下方向（前後方向に伸長するプロペラシャフト１８と直交する方向）に伸長させてベース材３４に組み付けられている。回転軸３１ａは、転がり軸受３１ｂにより回転自在にベース材３４に支持されている。電動モータ３１とベース材３４とは、モータヨーク３１ｃの上部に設けられたフランジ３１ｄとベース材３４の下部との間にＯリング３４ａを介在させてネジ止めされている。Ｏリング３４ａは、ベース材３４の下部に形成された溝３４ｂに嵌め込まれている。これにより、電動モータ３１とベース材３４との組み付け部分における防水が図られている。

軸部４は、ネジ軸４１と、ネジ軸４１に螺合する可動ナット４２と、ネジ軸４１を支持する支持軸４３とを有し、その軸方向が電動モータ３１の回転軸３１ａと平行をなして上下方向に伸長するように配置されている。

この場合、軸部４と本体部３は、支持軸４３とベース材３４で分離可能に嵌合するようになっている。図５は、本体部３と軸部４が分離した状態を示す図である。図５に示すように、軸部４はギアケース１４に設けられ、本体部３はドライブシャフトハウジング１７に設けられている。したがって、軸部４と本体部３が支持軸４３とベース材３４で分離した状態では、軸部４はギアケース１４と一体的に、本体部３はドライブシャフトハウジング１７と一体的に取り扱われる。このため、ギアケース１４にはシフトアクチュエータ２の軸部４のみしか残らず、本体部３のケーブル６を取り回す必要がないから、ギアケース１４内のメンテナンスなどを行い易い。

このように軸部４と本体部３を分離可能とするため、支持軸４３の上端側外周部には、軸方向（上下方向）に沿ったスプライン歯４３ａが所定の周方向ピッチで形成されている。一方、ベース材３４に支持された筒状の嵌合部材３５には、筒体の内周部に支持軸４３のスプライン歯４３ａと嵌合可能なスプライン溝３５ａが、上下方向に沿ってスプライン歯４３ａと同一の周方向ピッチで形成されている。嵌合部材３５は、上下方向を回転軸にして回転自在にブッシュ（滑り軸受）３５ｂでベース材３４に支持されている。ブッシュ３５ｂは、ベース材３４との間にリップ付きのパッキン３５ｃを介在させてベース材３４に組み付けられている。また、嵌合部材３５には、筒体の上端部にパッキン３５ｄが装着されている。これにより、ブッシュ３５ｂとベース材３４との組み付け部分、およびスプライン溝３５ａとスプライン歯４３ａとの嵌合部分における防水が図られている。

なお、本実施形態では、軸部４と本体部３を容易に分離可能とするため、支持軸４３とベース材３４とをスプライン嵌合させているが、軸部４と本体部３は必ずしも分離可能でなくともよい（分離可能であっても、容易に分離できない場合も含む）。この場合、例えば支持軸４３をベース材３４に対して回転自在に、転がり軸受で支持する構成とすることができる。これにより、嵌合部材３５やブッシュ３５ｂを省略し、部品点数を減らすことが可能となる。

支持軸４３がベース材３４の嵌合部材３５と嵌合されることで、軸部４は、歯車機構３２を介して電動モータ３１の回転軸３１ａと連動回転可能な状態となる。歯車機構３２による回転軸３１ａと軸部４との連動回転の構造については、後述する。

軸部４のネジ軸４１には、上端側および下端側の外周部を除いて、その外周部にボール溝４１ａが螺旋状に連続して形成されている。ネジ軸４１の下端部には、鍔付きのカラー４１ｂが鍔を上側にして取り付けられている。カラー４１ｂの外周部には、転がり軸受４１ｃの内輪が取り付けられている。転がり軸受４１ｃの外輪は、ギアケース１４に嵌合されている。これにより、ネジ軸４１は、転がり軸受４１ｃによって回転自在にギアケース１４に支持される。

ネジ軸４１の上端部は、支持軸４３の下端部に形成された穴部４３ｂとの間に平行キー４３ｃを嵌め込んだ状態で挿入されている。これにより、ネジ軸４１は、滑り止めがなされて支持軸４３と連結される。

軸部４の可動ナット４２には、螺旋状に連続するボール溝４２ａがネジ軸４１のボール溝４１ａと対向して内周部に形成されている。対向するボール溝４１ａ，４２ａの間に形成される螺旋状空間には、複数のボール（図示省略）が転動循環自在に組み入れられている。これにより、ネジ軸４１が回転すると、その回転力が複数のボールに伝達され、これら複数のボールが螺旋状空間に沿って循環する。この結果、ネジ軸４１の回転に伴って可動ナット４２が上下動するようになっている。可動ナット４２は、ネジ軸４１に装着された止め輪４１ｄを上限位置、カラー４１ｂを下限位置として、ネジ軸４１に沿って上下動する。ただし、可動ナット４２は、通常は止め輪４１ｄとカラー４１ｂの間の狭い範囲内を上下動する。

可動ナット４２は、プロペラシャフト１８のギアを切り替えるシフト部材８０（図５参照）に連結されている。これにより、ネジ軸４１の回転に伴って、シフト部材８０が可動ナット４２とともに上下動する。このようにシフト部材８０の上下動によってプロペラシャフト１８のギア切替を行う（シフトする）ことで、前後方向へのシフトアクチュエータ２の可動域を広げずに済み、かかる可動域をギアケース１４内に確保し易くなる。

軸部４の支持軸４３は、転がり軸受４３ｄによって回転自在にギアケース１４に支持されている。この場合、支持軸４３の下端側外周部には、フランジ４３ｅが設けられている。転がり軸受４３ｄは、内輪をフランジ４３ｅに上方から接触させて、支持軸４３の外周部に取り付けられている。

軸部４のネジ軸４１および支持軸４３は、歯車機構３２により電動モータ３１の回転軸３１ａと連動回転する。

歯車機構３２は、電動モータ３１の回転軸３１ａと軸部４の支持軸４３との間に介在し、支持軸４３を回転軸３１ａと連動回転させる。歯車機構３２は、電動モータ３１の回転軸３１ａと軸部４の支持軸４３の間で、回転軸３１ａの回転を中継する軸としてアイドラ軸３２ａを備えている。アイドラ軸３２ａは、回転軸３１ａおよび軸部４の支持軸４３と平行に上下方向へ伸長している。

図６は、支持軸４３を回転軸３１ａと連動回転させる歯車機構３２を示す概略図である。図６に示すように、回転軸３１ａとアイドラ軸３２ａが相互に平歯車で噛合し、嵌合部材３５と嵌合した支持軸４３とアイドラ軸３２ａが相互に平歯車で噛合する。回転軸３１ａにはモータ回転軸歯車３２ｂ、支持軸４３には嵌合部材３５を介してシフト用歯車３２ｅがそれぞれ支持されている。アイドラ軸３２ａには、第１アイドラ軸歯車３２ｃと第２アイドラ軸歯車３２ｄが支持されている。これらの歯車のうち、モータ回転軸歯車３２ｂと第１アイドラ軸歯車３２ｃが噛合するとともに、第２アイドラ軸歯車３２ｄとシフト用歯車３２ｅが噛合する。

図３に示すように、モータ回転軸歯車３２ｂは、ｄカットにより回り止めをして、電動モータ３１の回転軸３１ａの先端（上端）に取り付けられている。

アイドラ軸３２ａは、その下端がベース材３４に固定され、常時静止状態で上方へ起立している。アイドラ軸３２ａの上端側および下端側の外周部には、転がり軸受３２ｆの内輪がそれぞれ取り付けられている。転がり軸受３２ｆの外輪は、第１アイドラ軸歯車３２ｃと第２アイドラ軸歯車３２ｄに嵌合されている。これにより、第１アイドラ軸歯車３２ｃおよび第２アイドラ軸歯車３２ｄは、転がり軸受３２ｆによって回転自在にアイドラ軸３２ａに支持される。

第１アイドラ軸歯車３２ｃと第２アイドラ軸歯車３２ｄは、軸方向に連接して上下２段をなすように構成されており、第１アイドラ軸歯車３２ｃを上側、第２アイドラ軸歯車３２ｄを下側に位置付けてアイドラ軸３２ａにそれぞれ支持されている。そして、第１アイドラ軸歯車３２ｃと第２アイドラ軸歯車３２ｄは、アイドラ軸３２ａを回転中心に同期して回転する。なお、第１アイドラ軸歯車３２ｃおよび第２アイドラ軸歯車３２ｄをアイドラ軸３２ａに固定し、アイドラ軸３２ａをベース材３４に対して回転自在に転がり軸受で支持する構成も想定可能である。

シフト用歯車３２ｅは、軸部４の支持軸４３と嵌合する嵌合部材３５にネジ止めされている。これにより、シフト用歯車３２ｅは、嵌合部材３５とともに回転自在にブッシュ３５ｂでベース材３４に支持される。

これらのモータ回転軸歯車３２ｂ、第１アイドラ軸歯車３２ｃ、第２アイドラ軸歯車３２ｄおよびシフト用歯車３２ｅは、ギアキャップ３２ｇで上方を覆われた状態でベース材３４の内部に閉じ込められている。ギアキャップ３２ｇは、ベース材３４の上部にネジ止めされている。

モータ回転軸歯車３２ｂは、第１アイドラ軸歯車３２ｃよりも歯数が少ない。第２アイドラ軸歯車３２ｄは、シフト用歯車３２ｅよりも歯数が少ない。より具体的には、最も歯数が多いシフト用歯車３２ｅから、第１アイドラ軸歯車３２ｃ、第２アイドラ軸歯車３２ｄ、モータ回転軸歯車３２ｂの順に歯数が少なくなっている。

これにより、モータ回転軸歯車３２ｂと第１アイドラ軸歯車３２ｃの噛合で、第１アイドラ軸歯車３２ｃが回転軸３１ａの回転速度よりも減速されてアイドラ軸３２ａに対して回転する。この時、第２アイドラ軸歯車３２ｄが第１アイドラ軸歯車３２ｃと同一速度でアイドラ軸３２ａに対して回転するから、第２アイドラ軸歯車３２ｄとシフト用歯車３２ｅの噛合で、シフト用歯車３２ｅが第２アイドラ軸歯車３２ｄの回転速度よりも減速されて回転する。そして、シフト用歯車３２ｅが回転することで、シフト用歯車３２ｅと同一速度で支持軸４３、さらには支持軸４３と連結されたネジ軸４１が回転する。

このような歯車機構３２により、電動モータ３１の回転軸３１ａの回転動力を、簡易な平歯車で効率よく減速して軸部４の支持軸４３およびネジ軸４１に伝達することができる。支持軸４３およびネジ軸４１を回転軸３１ａの回転速度よりも減速して回転させることで、トルクが増大してプロペラシャフト１８のギア切替（シフト）を電動で行うことが可能となる。また、回転軸３１ａの回転速度を２段階で減速しているため、各歯車３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３２ｅの径寸法を小さくし、歯車機構３２をコンパクトにできる。

軸部４（支持軸４３およびネジ軸４１）の回転状態は、センサ３３により検知される。

センサ３３は、軸部４の支持軸４３と連動回転する被検知部３３ａと、被検知部３３ａの回転位置により支持軸４３の回転状態を検知する素子部３３ｂと、素子部３３ｂを制御する制御部３３ｃとを備えている。被検知部３３ａは、略円板状の磁石であり、平板体の上面がＮ極とＳ極が周方向へ交互に並ぶ磁極面となっている。被検知部３３ａは、後述する被検知部歯車３２ｏに配置され、被検知部歯車３２ｏと一体に回転する。素子部３３ｂは、被検知部３３ａの磁極面と対向するように制御板３３ｃに配置され、被検知部３３ａの回転に伴う磁極面による磁界の変化を検知する。制御板３３ｃは、平板状に形成され、センサケース３３ｄの上部側にネジ止めされている。センサケース３３ｄは、下部側でギアキャップ３２ｇを覆うように、ギアキャップ３２ｇの上部にネジ止めされている。

センサ３３の被検知部３３ａは、歯車機構３２により支持軸４３と連動回転する。図７は、被検知部３３ａを支持軸４３と連動回転させる複数の平歯車からなる歯車機構３２を示す概略図である。

図５および図７に示すように、支持軸４３には、嵌合部材３５を介してセンサ用歯車３２ｈが支持されている。センサ用歯車３２ｈは、シフト用歯車３２ｅとの間に挟まれる中間層と軸方向に連接し、センサ用歯車３２ｈを上側、シフト用歯車３２ｅを下側にして配置されている。センサ用歯車３２ｈとシフト用歯車３２ｅは、中間層を挟んで上下３段に構成され、中間層に装着したブッシュ（滑り軸受）３２ｉによって回転自在にギアキャップ３２ｇに支持されている。

センサ用歯車３２ｈは、第１中継歯車３２ｊと噛合している。第１中継歯車３２ｊは、被検知部３３ａを回転させる同心の第２中継歯車３２ｋと軸方向に連接している。第１中継歯車３２ｊと第２中継歯車３２ｋは、上下２段に構成され、第１中継歯車３２ｊを下側、第２中継歯車３２ｋを上側にして配置されている。

第１中継歯車３２ｊには、軸心と同心の穴部３２ｌが下部に形成され、第２中継歯車３２ｋには、軸心と同心のボス３２ｍが上部に設けられている。ギアキャップ３２ｇには、上部へ突出し、穴部３２ｌへ挿入可能なボス３２ｎが設けられ、センサケース３３ｄには、ボス３２ｍを挿入可能な穴部３３ｅが形成されている。ボス３２ｎは穴部３２ｌよりも、ボス３２ｍは穴部３３ｅよりもそれぞれ若干大きな直径で形成されている。これにより、穴部３２ｌへボス３２ｎを挿入するとともに、穴部３３ｅへボス３２ｍを挿入することで、第１中継歯車３２ｊおよび第２中継歯車３２ｋを軸心周りに同期して回転させられるようになっている。

第２中継歯車３２ｋは、被検知部歯車３２ｏと噛合している。被検知部歯車３２ｏは、被検知部３３ａよりも大径の円板状に形成されており、平板体の上部に軸心を取り囲む環状の突起３２ｐが設けられている。突起３２ｐの内側には被検知部３３ａが配置されており、被検知部歯車３２ｏと一体に回転する。

被検知部歯車３２ｏの下部には、軸心と同心の穴部３２ｑが形成されている。ギアキャップ３２ｇには、上部へ突出し、穴部３２ｑへ挿入可能なボス３２ｒが設けられている。ボス３２ｒは穴部３２ｑよりも若干大きな直径で形成されており、穴部３２ｑへボス３２ｒを挿入することで被検知部歯車３２ｏおよび被検知部３３ａを軸心周りに回転させられるようになっている。

センサ用歯車３２ｈは、第１中継歯車３２ｊよりも歯数が少ない。第２中継歯車３２ｋは、被検知部歯車３２ｏよりも歯数が少ない。より具体的には、最も歯数が多い被検知部歯車３２ｏから、第１中継歯車３２ｊ、第２中継歯車３２ｋ、センサ用歯車３２ｈの順に歯数が少なくなっている。

これにより、センサ用歯車３２ｈと第１中継歯車３２ｊの噛合で、第１中継歯車３２ｊが支持軸４３の回転速度よりも減速されて回転する。この時、第２中継歯車３２ｋが第１中継歯車３２ｊと同一速度で回転するから、第２中継歯車３２ｋと被検知部歯車３２ｏの噛合で、被検知部歯車３２ｏが第２中継歯車３２ｋの回転速度よりも減速されて回転する。

このような歯車機構３２により、簡易な平歯車を用いて支持軸４３の回転動力を、被検知部歯車３２ｏおよび被検知部３３ａに効率よく減速して、つまり回転軸３１ａの回転速度よりも大幅に減速して伝達することができる。被検知部３３ａを極低速で回転（電動モータ３１の１回の作動で略１回転程度）させることで、被検知部３３ａの回転位置を素子部３３ｂで精度よくかつ確実に検知することが可能となる。また、支持軸４３の回転速度を２段階で減速しているため、各歯車３２ｈ，３２ｊ，３２ｋ、３２ｏの径寸法を小さくし、歯車機構３２をコンパクトにできる。

なお、図３および図４に示すように、電動モータ３１およびセンサ３３は、コネクタ６１，６２を介してケーブル（一例として、キャブタイヤケーブル）６のリード線６ａと接続されて個別に給電されている。ケーブル６は、本体部３の上蓋に相当するキャブタイヤケース３６の開口部３６ａからシフトアクチュエータ２の外部へ引き出され、所定の電源装置（バッテリ等）に接続されている。開口部３６ａは、キャブタイヤケース３６の上部に隆起して形成されている。

キャブタイヤケース３６は、下部に設けられたフランジ３６ｂとベース材３４の上部との間にＯリング３４ｃを介在させてベース材３４にネジ止めされている。Ｏリング３４ｃは、ベース材３４の上部に形成された溝３４ｄに嵌め込まれている。これにより、キャブタイヤケース３６とベース材３４との組み付け部分における防水が図られている。

キャブタイヤケース３６の開口部３６ａには、樹脂製のケーブルグロメット６３が装着されている。ケーブルグロメット６３には、ケーブル６のリード線６ａの径と略同寸の孔径を持つ複数の孔部が形成され、各孔部にリード線６ａが１本ずつ挿通されている。ケーブルグロメット６３は、ケーブルグランド６４で外周部が保持されている。ケーブルグランド６４は、一端側にフランジ６４ａを有し、フランジ６４ａを開口部３６ａの端面に接触させるように開口部３６ａに嵌め込まれている。

ケーブルグランド６４の外周部と開口部３６ａの内周部の間には、Ｏリング６５が介在されている。これらのケーブルグランド６４およびＯリング６５により、キャブタイヤケース３６の開口部３６ａからケーブル６が引き出される部分の防水が図られている。なお、ケーブルグランド６４の外側で、ケーブル６周りを所定範囲に亘ってエポキシ樹脂などでコーキングしてもよい。これにより、ケーブル６の引き出し部分の防水性をさらに高めることができる。

図１に示すように、シフトアクチュエータ２は、船室からのリモート操作を受けたエンジンユニット１１の電子制御ユニット（ＥＣＵ）１１０により制御されて作動する。以下、作動されたシフトアクチュエータ２の作用について説明する。

シフトアクチュエータ２が作動すると、電動モータ３１の回転軸３１ａが回転し、これに連動して支持軸４３およびネジ軸４１が回転する。例えば、回転軸３１ａを時計回りに回転させると、これと連動して支持軸４３およびネジ軸４１も時計回りに回転し、回転するネジ軸４１に沿って可動ナット４２が上方へ移動する。これに対し、回転軸３１ａを反時計回りに回転させると、これと連動して支持軸４３およびネジ軸４１も反時計回りに回転し、回転するネジ軸４１に沿って可動ナット４２が下方へ移動する。

可動ナット４２には、プロペラシャフト１８のギアを切り替えるシフト部材８０が連結されているため、可動ナット４２を上下動させることで、プロペラシャフト１８のギア切替を行うことができる。例えば、上下方向の所定位置（ニュートラル位置）を境として、可動ナット４２が上方へ移動した場合、可動ナット４２と連動して上方へ移動したシフト部材８０で、プロペラシャフト１８に前進側ギア（図示省略）を繋ぐ。これに対し、可動ナット４２が下方へ移動した場合、可動ナット４２と連動して下方へ移動したシフト部材８０で、プロペラシャフト１８に後進側ギア（図示省略）を繋ぐ。可動ナット４２がニュートラル位置にある場合には、前進側ギアおよび後進側ギアのいずれもプロペラシャフト１８とは繋がず、切断する。

シフト部材８０がニュートラル、前進側および後進側のいずれに位置しているのかは、シフト部材８０と同期して回転する被検知部３３ａの回転状態に基づいてセンサ３３で検知される。

プロペラシャフト１８に前進側ギアもしくは後進側ギアを繋ぐ際には、シフト部材８０でドグクラッチ（図示省略）を適宜切り替えてドライブシャフト１６を前進側ギアもしくは後進側ギアを介してプロペラシャフト１８と連結させればよい。前進側ギアもしくは後進側ギアを介してドライブシャフト１６とプロペラシャフト１８が連結されると、ドライブシャフト１６の動力が前進推力もしくは後進推力としてプロペラシャフト１８に伝達される。このようにシフトアクチュエータ２でプロペラシャフト１８のギア切替（シフト）を行うことで、プロペラ１９の回転方向が変化して船体を前進もしくは後進させることができる。

本実施形態では、可動ナット４２と連結されたシフト部材８０の移動範囲を上下方向の狭い範囲に限定することができるから、上下方向および前後方向（プロペラシャフト１８の軸方向）へのシフトアクチュエータ２の可動域が小さくて済む。これにより、シフトアクチュエータ２のコンパクト化を図ることができる。

このようにコンパクト化を図ったシフトアクチュエータ２では、電動モータ３１をシフト部材８０と近接して配置できるため、電動モータ３１のシフト部材８０への動力伝達時のロスを低減することができる。これにより、電動モータ３１でシフト時の応答性の向上を図りつつ、モータ動力の伝達効率や伝達精度の向上を図ることができる。また、モータ動力伝達時のロスが少ないので、例えば電動モータを船外機のエンジンユニットやミドルユニットに配置した場合などと比べて、電動モータの消費電力も抑制することができる。

加えて、センサ３３をシフト部材８０と近接して配置できるため、センサ３３によるシフト部材８０の位置検知の精度の向上を図ることができる。

以上、本発明について図１から図７に示すような１つの実施形態に基づいて説明したが、上述した実施形態は本発明の一例に過ぎないものであり、本発明はこれに限定されるものではない。したがって、本発明の要旨の範囲で変形又は変更された形態で本発明を実施可能であることは、当業者には明白なことであり、そのような変形又は変更された形態が本願の特許請求の範囲に属することは当然のことである。

２…シフトアクチュエータ、３…本体部、４…軸部、１０…船外機、１４…ギアケース、１９…プロペラシャフト、３１…電動モータ、３１ａ…回転軸、３２…歯車機構、３２ａ…アイドラ軸、３２ｂ…モータ回転軸歯車、３２ｃ…第１アイドラ軸歯車、３２ｄ…第２アイドラ軸歯車、３２ｅ…シフト用歯車、３２ｈ…センサ用歯車、３２ｊ…第１中継歯車、３２ｋ…第２中継歯車、３２ｏ…被検知部歯車、３３…センサ、３３ａ…被検知部、３３ｂ…素子部、３３ｃ…制御板、３５…嵌合部材、３５ａ…スプライン溝、４１…ネジ軸、４２…可動ナット、４３…支持軸、４３ａ…スプライン歯、８０…シフト部材。

Claims (5)

1. プロペラシャフトを回転駆動する船外機のギアケースに収容される本体部と、
   前記ギアケースに設けられて前記本体部と嵌合する軸部とを具備し、
   前記本体部は、
   回転軸を前記プロペラシャフトと直交する上下方向に伸長させて配置される電動モータと、
   前記軸部を前記電動モータの回転軸と連動回転させる歯車機構とを有し、
   前記軸部は、
   前記電動モータの回転軸と平行に伸長し、前記歯車機構を介して前記電動モータの回転軸と連動回転するネジ軸と、
   前記ネジ軸に螺合して前記ネジ軸の回転に伴って上下動する可動ナットとを有し、
   前記可動ナットは、前記プロペラシャフトのギアを切り替えるシフト部材に連結される
   ことを特徴とする船外機のシフトアクチュエータ。
2. 前記歯車機構は、前記電動モータの回転軸および前記軸部と平行に伸長するアイドラ軸と、前記電動モータの回転軸に支持されるモータ回転軸歯車と、前記アイドラ軸に支持される第１アイドラ軸歯車および第２アイドラ軸歯車と、前記軸部に支持されるシフト用歯車とを具備し、
   前記モータ回転軸歯車と前記第１アイドラ軸歯車が噛合するとともに、前記第２アイドラ軸歯車と前記シフト用歯車が噛合し、
   前記モータ回転軸歯車は前記第１アイドラ軸歯車よりも歯数が少なく、前記第２アイドラ軸歯車は前記シフト用歯車よりも歯数が少ない
   ことを特徴とする請求項１に記載の船外機のシフトアクチュエータ。
3. 前記本体部は、前記シフト部材の位置を前記軸部の回転状態で検知するセンサを有し、
   前記センサは、前記軸部と連動回転する被検知部と、前記被検知部の回転状態を検知する素子部とを具備し、
   前記歯車機構は、前記軸部を前記電動モータの回転軸と連動回転させるとともに、前記センサの被検知部を前記軸部と連動回転させる
   ことを特徴とする請求項１に記載の船外機のシフトアクチュエータ。
4. 前記歯車機構は、前記軸部に支持されるセンサ用歯車と、前記軸部と連動回転する第１中継歯車および第２中継歯車と、前記センサの被検知部を回転させる被検知部歯車とを具備し、
   前記センサ用歯車と前記第１中継歯車が噛合するとともに、前記第２中継歯車と前記被検知部歯車が噛合し、
   前記センサ用歯車は前記第１中継歯車よりも歯数が少なく、前記第２中継歯車は前記被検知部歯車よりも歯数が少ない
   ことを特徴とする請求項３に記載の船外機のシフトアクチュエータ。
5. 前記本体部は、前記軸部と分離可能に嵌合する筒状の嵌合部材を有し、
   前記軸部は、前記ネジ軸を支持して前記嵌合部材と嵌合する支持軸を有し、
   前記嵌合部材には、筒体の内周部にスプライン溝が形成され、
   前記支持軸には、前記スプライン溝と嵌合可能なスプライン歯が外周部に形成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の船外機のシフトアクチュエータ。

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